[发明专利]端部非等构少片端部加强型板簧限位挠度的设计方法

摘要

本发明涉及端部非等构少片端部加强型板簧限位挠度的设计方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片弹簧的结构参数、弹性模量、最大许用安全应力及限位块自由长度，对端部非等构的少片端部加强型钢板弹簧的限位挠度进行设计。通过样机加载变形试验测试可知，本发明所提供的端部非等构少片端部加强型板簧限位挠度的设计方法是正确的，可得到准确可靠的限位挠度设计值，为端部非等构的少片端部加强型钢板弹簧的设计及CAD软件开发奠定了可靠的技术基础。利用该方法可提高产品设计水平、质量和性能及车辆行驶平顺性，同时，降低产品设计和试验测试费用，加快产品开发速度。

主权项

端部非等构少片端部加强型板簧限位挠度的设计方法，其中，端部非等构的少片端部加强型变截面钢板弹簧的一半对称结构由根部平直段、抛物线段、斜线段和端部平直段4段构成，抛物线段和端部平直段之间设有一斜线段，对变截面钢板弹簧的端部起加强作用；各片弹簧的端部非等构，即首片弹簧端部平直段的厚度和长度，大于其他各片的厚度和长度，以满足首片弹簧复杂受力的要求；在各片弹簧的结构参数、弹性模量、最大许用安全应力及限位块自由长度给定情况下，对端部非等构的少片端部加强型钢板弹簧的限位挠度进行设计，其特征在于采用以下具体设计步骤：(1)端点受力情况下的端部加强型钢板弹簧首片弹簧端点变形系数Gx‑E1的计算：根据少片端部加强型变截面钢板弹簧的一半长度LM，宽度b，安装间距的一半l3，斜线段的长度Δl，弹性模量E，抛物线段的根部到弹簧端点的距离l2M，首片弹簧的抛物线段的厚度比β1，首片弹簧的斜线段的厚度比γM1，首片弹簧的斜线段的根部到弹簧端点的距离l1Mp1，首片弹簧的斜线段的端部到弹簧端点的距离l1M1，对端点受力情况下的首片弹簧在端点处的变形系数Gx‑E1进行计算，即Gx-E1=4[(LM-l3/2)3-l2M3]Eb-8l2M3/2(l1Mp13/2-l2M3/2)Eb+4l1M13EbγM13β13+6Δl(4l1M12γM1-l1M12-3l1M12γM12+3l1Mp12γM12)EbγM13β13(γM1-1)3-6Δl(4l1Mp12γM13-l1Mp12γM14-2l1M1l1Mp1γM1+2l1M12γM12lnγM1+2l1Mp12γM12lnγM1+2l1M1l1Mp1γM13-4l1M1l1Mp1γM12lnγM1)EbγM12β13(γM1-1)3;]]>(2)端部加强型钢板弹簧首片弹簧在夹紧状态下的一半刚度KM1的计算：根据少片端部加强型变截面钢板弹簧的根部厚度h2M，及步骤(1)中计算得到的Gx‑E1，确定首片弹簧在夹紧状态下的一半刚度KM1，即KM1=h2M3Gx-E1;]]>(3)基于最大许用安全应力的首片弹簧所受的一半最大载荷Fmax的计算：根据少片端部加强型变截面钢板弹簧的一半长度LM，宽度b，安装间距的一半l3，根部厚度h2M，及最大许用安全应力[σ]，确定基于最大许用安全应力的首片弹簧所受的一半最大载荷Fmax，即Fmax=bh2M2[σ]6(LM-L3/2);]]>(4)端部非等构的少片端部加强型钢板弹簧限位挠度hxw的设计：I步骤：根据步骤(2)中计算得到的KM1，及步骤(3)中所确定的Fmax，对最大载荷下的钢板弹簧的端部变形fm进行计算，即fm=FmaxKM1;]]>II步骤：根据限位块的自由长度Lxw，及I步骤中计算得到的fm，确定端部非等构的少片端部加强型钢板弹簧的限位挠度，即hxw=fm-43Lxw.]]>